AI教师能够提升学生认知能力，增强学生学习兴趣，促进学生社会交往，规范学生动作技能。故而，AI教师得以开发并在国外发展迅速。相比服务型机器人和军事机器人，AI教师承载着人类革新教育的期望，被赋予了特定的涵义和角色，承担着相应的职责。得益于人工智能三驾马车“算法”“算力”和“数据”的进步，AI教师根据教学实际和学生需要，可以扮演不同教育角色。因此，AI教师是指一种特殊的类脑智能型的类人机器人，具有卓越的教学专业能力，具化为四种类型机器人，即AI学伴（Robot as Companion and Peer）、AI学生（Robot as Care-eliciting Companion）、远程呈现AI教师（Telepresence Robot Teacher）以及课堂AI教师（Robot as Classroom Teacher/Classroom Teacher Robot）。AI教师将带来一个智能教育化的新时代。
AI教师开发的
挑战与路径
虽然越来越多的理论探索和实证研究证实了教育人工智能的广阔前景，但也揭示了该领域面临的若干问题。归纳起来，开发和运用AI教师正在遭遇四大挑战。 1.技术性挑战与路径利用AI技术支持教育教学活动存在诸多挑战。困难之一在于AI教师和人类学生的互动难以实现完全自动化。AI教师在受控的环境中可以自主运行，但在不受控的条件下，AI教师无法进行完全自主的社交行为。准确地感知社会世界，是AI教师与外界发生联系、走向行为得体的第一步。虽然近年来语音自动识别、模式识别和社会信号处理等技术有所发展，但没有在所有领域和各个人群中取得足够的进展。相反，一些替代性输入技术，如“可穿戴设备”或“触控平板电脑”，不仅可用来读取学习者的反应，还可用来监测学习者的参与度，跟踪学习者的表现。为推动AI教师自主化社交行为的实现，多个研究领域融合交叉并提出了可能方案。机器人技术、纳米电子学、合成生物学、认知神经科学以及计算机科学技术的发展，使建立在生物性基础上的机器人成为可能。当前，实时计算和低成本身体传感器的最新成果，为创造人体穿戴设备的新形式提供了可能性。这些设备具备采集环境数据和人类生物信号的能力，并自动重新配置其自身，进而恰当、及时地实施任务。 2.运用性挑战与路径研究证明，根据学习者的情感状态，AI教师选择合适的元认知学习策略和情感支持策略，配以适当的手势、目光等身体语言，能对学生的学习和记忆产生积极影响。然而，将AI引入人类环境，需要赋予它们互动的能力。这些能力包括感知人类发出的信号，做出恰如其分的反应，理解和生成自然语言，进行推理以及根据特定情境设计和执行动作。因此，将AI应用于课堂教学，需要考虑解决AI教师如何进行教学判断、教学决策进而做出教学行为的难题。这对于人类教师而言，也是一种挑战，更遑论AI教师。此外，仅仅增加AI教师的社交行为不一定能提高学生的学习成效，某些不当的社交行为会分散学生的学习注意力。因此，如何结合真实的课堂环境和教学任务来精心设计AI教师的教学行为，至关重要。其他问题包括如何避免学习者过度依赖或拒绝使用AI教师等问题，也亟待探讨。技术上，人工智能、工程学和教育学专家需要在人脸和情感识别、行为和意图预测、语音处理以及其他方面开发新方案。伊利诺伊大学研究者正在研发“心灵机器人”（psychic robot），实质是一种新的计算机算法，它试图使机器能够观察人类肢体动作来预测他的下一步行为。比如，当AI教师感知到学生手臂移动时，系统便自动分析该生手臂移动的意图，是举手发言还是动手打人。 3.接受度挑战与路径随着人工智能技术的发展和普及，越来越多的技术被应用到学校教育当中。人工智能技术能否发挥作用、发挥多大作用，取决于教师、学生和其他利益相关者的接受与应用程度。研究指出，年长学习者接受和使用AI的意愿比年轻学习者低。许多学生属于数字土著一代。互联网、人工智能等高新技术不仅是他们生活的重要组成部分，而且无时无刻不在形塑着他们对世界的认识、对教育技术和数字化学习的态度和接受度。因此，AI教师可以有效辅导儿童和青少年。然而，许多年长学习者却是数字移民，其生活习惯、认知方式、学习方法、技术信念等与数字土著存在较大区别。他们缺少使用技术的技能和自信心，产生消极畏难甚至反感抵制的情绪。因此，AI教师是否同样适用于年长学习者依然是个未知数。目前，为使社交机器人更加普遍地应用于人类生活的各个方面，研究者们已经开始探讨种族、性别、宗教、年纪以及形状和用途等是否以及如何影响人类对机器人的接受度。 4.伦理性挑战与路径将AI引进教育教学活动，除了产生技术和实践问题，还带来了伦理挑战。面对AI教师，人们存在两种疑虑：一是在多大程度上，人类将教育委托给AI教师。AI教师可以促进学生学习，但AI教师的实时监测和数据存储功能带来泄露人类隐私的隐患。部分学生因受到AI教师的“窥探”而感到不适。二是如同电话、短信、电子邮件、QQ微信等社交网络和通信技术，AI教师也将会影响人类师生之间、生生之间的交往。当前AI教师已经能够在一些方面服务于学生的学习和生活，这已开始挑战着父母与孩子、教师与学生之间的关系发展。考虑到机器人可能带来的深刻影响，人类在重视技术发展的同时，也需要对其进行伦理规制。政府需要系统评估AI应用可能产生的社会风险并及时制定相关政策，比如2019年4月8日欧盟委员会颁发《人工智能伦理准则》（Ethics Guidelines for Artificial Intelligence）。研究者应将神经科学和心理学研究的适宜道德成果等转化为算法，使AI具备一定的道德判断和选择能力。同时，规定AI的使用规模、范围和时间等。使用者则应充分尊重和正确使用AI，不破坏、不误用、不滥用AI。
